Ti₃C₂-MXene/CuS/PVDF复合光热膜的制备及太阳能驱动界面水蒸发性能

摘要

采用化学刻蚀-溶剂热法合成了Ti₃C₂-MXene/CuS复合材料,再通过真空抽滤将该复合材料负载到聚偏二氟乙烯（PVDF）膜上，构筑了Ti₃C₂-MXene/CuS/PVDF复合光热膜,并研究了其界面水蒸发性能.X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征结果显示,CuS纳米颗粒将Ti₃C₂-MXene包裹并填满片层间隙.界面水蒸发性能测试结果表明,在180℃反应9 h所得材料的性能最佳,在1 kW/m²光照强度下,其界面水蒸发速率和蒸发效率分别为1.92 kg·m^?2·h^?1和110.4%.此外,复合光热膜具有较好的海水脱盐效果及良好的循环稳定性.紫外-可见漫反射光谱（DRS）与光热转换实验结果表明,Ti₃C₂-MXene与CuS的复合提高了其光吸收能力与光热转换效率,二者的协同效应显著提升了材料的光热转换和界面水蒸发性能.本工作可为低成本、高性能光热转换材料的开发提供借鉴.

关键词

界面水蒸发 / 光热转换 / Ti₃C₂-MXene / CuS

基金资助

哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室开放项目(批准号:HCK202407); 国家自然科学基金(批准号:52276152); 重庆市自然科学基金(批准号:SCTB2023NSCQ-MSX0455)资助